CL1

조각 적운, 넓적 적운Cumulus fractus, Cumulus humilis _(맑은 날 볼 수 있는 구름)

 

대류구름은 태양 때문에 따뜻해진 지표면에서 기둥 모양으로 솟아오르는 상승 온난 기류 위에 생성되는데, 따스하고 바람 없는 여름 아침에는 연무가 부서져 만들어지는 작은 조각 적운이 함께 나타나기도 한다. 미세한 먼지와 연기, 꽃가루, 바다소금 등, 응결핵이 함유된 상승 수증기 덩어리가 냉각되고 작은 물방울로 응결되면 서로 뭉치기 시작해 위와 바깥을 향해 뭉게뭉게 피어오른 흰 구름이 된다. 넓고 푸른 하늘을 사이에 두고 서로 떨어져 완성된 하얗고 짙은 구름은 바닥이 평평하고 깔끔하며 꼭대기가 둥글다. 이를 가리켜 ‘맑은 날’의 적운이라고 한다. 특히 23쪽 사진에서처럼 구름이 솟아오르고 넓어져 넓적 적운이 되면, 대략 600m 상공에 뚜렷하게 열을 지어 늘어선 구름 바닥을 볼 수 있다. 적운 구름 조각은 맑은 날 아침, 태양이 땅을 빠르게 데우는 동안 만들어지거나, 부연 안개 층운(CL6 참고)이 변하여 생기기도 한다. 특히 비가 갠 후 푸근해져 대기가 다소 불안정한 오후에는 작은 적운이 적당히 수직으로 발달하면서 중간 적운과 봉우리 적운(CL2 참고)으로 나뉘기 시작하는데, 넓적 적운은 가로로 넓고, 중간 적운은 세로로 길며, 봉우리 적운은 중간구름보다도 세로로 더 길다는 점에서 차이가 난다. 물론 모든 CL1 구름이 반드시 CL2 종으로 발달하는 것은 아니다. 고요한 여름날이 저물 무렵 따스한 공기가 식으면서 온난기류 상승이 멈추면, CL1과 CL2 구름 종 모두 세력이 약해지고 훨씬 작은 조각으로 부서져 소멸되고 만다. 소형 적운 종은 모두 비를 품고 있지 않다. 그러므로 이들이 소멸하는 것은 기온이 변화하기 때문이지 비가 되어 내려 크기가 줄어들기 때문은 아니다.

 

CL2

봉우리 적운, 중간 적운 Cumulus congestus, Cumulus mediocris

 

대형 적운은 CL1 구름에서 발달한 것으로, 볕이 좋은 낮에 따스하고 습한 공기 기둥이 상승하면서 만들어진다. 상승온난기류는 내부의 수증기가 응결해 구름이 생성되기 시작하는 이슬점에 도달할 때까지 팽창하고 식는다. 그 후 응결과정에서 수증기 안에 갇혀 있던 많은 잠열이 발생하는데, 이는 팽창하고 있는 구름 내부의 공기를 데우고 대류를 더욱 활발하게 해 활기찬 구름을 탄생시킨다. 이른 아침부터 온난기류의 상승이 시작되고 일조량이 많은 날일수록 구름은 더 높이 자라난다. 적운은 주변을 둘러싼 공기의 상태와 온도에 영향을 매우 많이 받는다. 주변 공기가 온화하고 온도에 큰 변화가 없을 때에는 상승한 수증기가 수직으로 팽창하기보다는 옆으로 퍼져나가 층운형 구름으로 변한다. 반면에 주변 공기가 차가울 때에는 적운형 구름 상태로 계속해서 솟아올라 대기가 불안정하다는 것을 확실하게 보여준다. 하지만 돌풍이나 증발 또는 불규칙한 대류 등, 적운이 성장하는 것을 방해하는 외부 요인도 많다. 이러한 외부 요인 때문에 어떤 적운은 26쪽 사진에 보이는 크기에서 성장을 멈추거나 평행으로 정렬하여 일명 ‘구름줄기’라고 알려진 중간 적운이 되기도 한다. 린네식 분류법에 따른 구름줄기의 학명은 방사형 중간 적운 cumulus mediocris radiatus 이다.

그러나 낮 동안 잔뜩 팽창한 활동적인 적운은 29쪽 사진에서처럼 1.6km 이상 높게 솟아오르는 하얗고 거대한 대류 탑이 되기도 한다. 대류의 흐름이 빠르게 줄어드는 이른 저녁이면 육지 위 하늘의 적운은 흩어지기 시작하지만, 바다 위에 뜬 적운은 밤늦게까지 꾸준히 자라날 때가 많다. 이는 낮에 흡수한 복사열을 육지보다 바다가 훨씬 오랜 시간에 걸쳐 방출하기 때문이다. 바다 위에서 2km 이상 높게 팽창한 적운은 뒤이어 약한 소나기를 뿌리기도 하며 열대지방에서라면 훨씬 많은 비를 퍼붓기도 한다. 이때 대규모 봉우리 적운은 위로 자라나 대머리 적란운(CL3 참고)으로 바뀌거나, 기온역전 지점에서 수평으로 퍼져나가 짙은 적운 발생 층적운(CL4 참고) 층을 형성한다.

 

CL3

대머리 적란운 Cumulonimbus calvus

대류권 경계까지 뻗어나가며 거대하게 소용돌이치는 대머리 적란운은 대형 봉우리 적운이 발달해 만들어진다. 계속해서 성장하는 봉우리구름의 꼭대기는 부드럽게 하나로 뭉쳐 선명한 ‘콜리플라워’ 모양이 사라지고, 어느 순간 대머리 적란운(CL3)으로 s바뀌게 된다. calvus라는 이름은 ‘대머리’라는 뜻의 라틴어에서 유래했다. 오른쪽 사진은 활기찬 신생 대머리 적란운의 모습으로, CL2에서 CL3로 전이되는 순간을 고스란히 보여준다. 힘이 넘치는 융기로 보아 구름은 빠르게 자라는 중이다. 뒤쪽에 펼쳐진 파란 하늘은 구름이 사용할 수 있는 태양의 힘이 아직 많이 남아있다는 사실을 보여준다. 미국 북 캔자스(North Kansas) 상공에 운집해 있는 초대형 대머리 적란운을 담은 두 번째 사진은 이 구름이 얼마나 높이 자라날 수 있는지 보여준다. 꼭대기는 아직 대류 에너지와 함께 소용돌이치고 있지만, 동시에 바깥으로 퍼져나가면서 다른 구름으로 변화하기 시작했음을 보여준다. 대머리 적란운은 빠르게 잔뜩 부풀어 오른 먹구름으로 발전하고, 결국 진눈깨비도 만들어내는 새로운 적란운이 된다. 이 구름은 꼭대기가 얼어붙어 바람에 날린 섬유모양이 선명하게 보인다.(CL9 털보 적란운 참고) 멀리서 볼 때, 대머리 적란운과 많은 비를 품은 털보 적란운은 구분하기 쉽다. 위아래에 바로 맞붙은 채 생겨나기도 하지만 그렇다고 해서 두 구름이 비슷하게 보이지는 않는다. 대머리 적란운도 세찬 비와 돌풍을 만들어낼 수 있지만, 털보 적란운의 주특기인 번개와 우박을 만드는 일은 거의 없다. 그러나 대머리 적란운이 아주 가끔 번개와 우박을 동반하는 경우에는 CL3과 CL9의 구분이 분명하지 않기 때문에 CL=9이라고 쓰는 것이 관례이다. 대머리 적란운과 털보구름 내부의 세찬기류는 강력한 난기류를 유발하며 높은 습도로 인해 금속표면에 두꺼운 얼음 층을 형성할 수 있다 그러므로 항공기는 되도록 두 적란운을 피해서 운항해야 한다.


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*written by Sophia

*Reference 1)한권으로 읽는 구름책

*Reference 2)www.google.com

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구름, 봉우리적운, 대머리적운, 조각적운

추석 연휴, 수도권 물난리

추석 연휴 첫날인 21일 오후 서울 지역에 천둥ㆍ번개를 동반한 시간당 최고 100㎜에 달하는 기습폭우가 쏟아졌다. 일부 도로가 통제되고 주택이 침수되는 등의 피해가 발생했다. 서울 강서구에는 시간당 100mm의 집중호우가 내렸으며 이날 오후 2시20분까지 163mm의 집중호우를 기록했다. 오후 2~3시 사이 강서구 염창동과 양천구 목동 일대에 벼락이 떨어져 아파트와 단독주택 등 100여 가구의 전기 공급이 중단되기도 했다. 반면 관악구는 8.5mm, 금천구는 14.5mm 를 기록하는 등 강수량의 편차가 크게 나타났다. 인천지역에도 시간당 최대 80㎜의 집중호우가 내렸다. 인천 계양구 효성동 굴다리가 침수되고 부평구 갈산1.2동, 청천1.2동 일대 주택 100여가구와 계양구 작전동 일대 주택 100여가구, 서구 공촌동 일대 주택 50여가구 등 모두 250여가구의 주택이 침수됐다. 갑작스럽게 쏟아진 집중호우로 주택이나 상가 등지에서 물이 제대로 빠지지 않아 주민들의 배수 지원 요청이 잇따랐다. 서울소방방재본부에 따르면 이날 집중호우가 쏟아지기 시작한 오후 1시20분께 이후 약 1시간여 동안 접수된 배수 지원 신청은 300여 건에 달했으며, 특히 시간당 100㎜ 안팎의 비가 내린 강서구에서 신청의 80% 정도가 쇄도했다. 소방방재본부 관계자는 "통화가 안 될 정도로 신고가 잇따르고 있다"며 "배수지원 요청을 접수하고 있는 상황이라 구체적인 비 피해는 집계조차 하지 못하고 있는 상황"이라고 말했다.

 

좁은 하수관으로는 역부족

서울 시내 하수관은 대부분 시간당 강수량 75㎜까지 감당할 수 있도록 설계됐다. 서울시 송경섭 물관리국장은 "시간당 75㎜면 10년에 한 번 정도 찾아올 홍수를 처리할 수 있는데, 90㎜가 넘는 폭우는 30년에 한 번 수준이기 때문에 어쩔 수 없는 측면이 있다"며, "하지만 무턱대고 하수관 크기를 키우면 평소 하수 유속이 느려지고 내부 물질이 썩는 등 부작용이 발생할 수 있다"고 말했다. 현재 서울시는 빗물이 빨리 빠져나가도록 펌프장으로 가는 하수관 용량을 시간당 75㎜에서 95㎜로 늘리는 사업을 벌이고 있지만, 예산 부족으로 어려움을 겪고 있다. 서울시는 111개 빗물펌프장 중 강서·양천 등에 있는 41곳에 대해 증설 공사를 진행 중이며, 이달 현재 강남, 서초, 마포, 중랑, 동대문, 영등포 일대 9곳을 마무리했다.

 

그렇다면 수도권 물난리 때 발생했던 구름은 어떤 구름일까?

봉우리 적운, 중간 적운 Cumulus congestus, Cumulus mediocris

대형 적운은 CL1 구름에서 발달한 것으로, 볕이 좋은 낮에 따스하고 습한 공기 기둥이 상승하면서 만들어진다. 상승온난기류는 내부의 수증기가 응결해 구름이 생성되기 시작하는 이슬점에 도달할 때까지 팽창하고 식는다. 그 후 응결과정에서 수증기 안에 갇혀 있던 많은 잠열이 발생하는데, 이는 팽창하고 있는 구름 내부의 공기를 데우고 대류를 더욱 활발하게 해 활기찬 구름을 탄생시킨다. 이른 아침부터 온난기류의 상승이 시작되고 일조량이 많은 날일수록 구름은 더 높이 자라난다. 적운은 주변을 둘러싼 공기의 상태와 온도에 영향을 매우 많이 받는다. 주변 공기가 온화하고 온도에 큰 변화가 없을 때에는 상승한 수증기가 수직으로 팽창하기보다는 옆으로 퍼져나가 층운형 구름으로 변한다. 반면에 주변 공기가 차가울 때에는 적운형 구름 상태로 계속해서 솟아올라 대기가 불안정하다는 것을 확실하게 보여준다. 하지만 돌풍이나 증발 또는 불규칙한 대류 등, 적운이 성장하는 것을 방해하는 외부 요인도 많다. 이러한 외부 요인 때문에 어떤 적운은 26쪽 사진에 보이는 크기에서 성장을 멈추거나 평행으로 정렬하여 일명 ‘구름줄기’라고 알려진 중간 적운이 되기도 한다. 린네식 분류법에 따른 구름줄기의 학명은 방사형 중간 적운 cumulus mediocris radiatus 이다.

그러나 낮 동안 잔뜩 팽창한 활동적인 적운은 29쪽 사진에서처럼 1.6km 이상 높게 솟아오르는 하얗고 거대한 대류 탑이 되기도 한다. 대류의 흐름이 빠르게 줄어드는 이른 저녁이면 육지 위 하늘의 적운은 흩어지기 시작하지만, 바다 위에 뜬 적운은 밤늦게까지 꾸준히 자라날 때가 많다. 이는 낮에 흡수한 복사열을 육지보다 바다가 훨씬 오랜 시간에 걸쳐 방출하기 때문이다. 바다 위에서 2km 이상 높게 팽창한 적운은 뒤이어 약한 소나기를 뿌리기도 하며 열대지방에서라면 훨씬 많은 비를 퍼붓기도 한다. 이때 대규모 봉우리 적운은 위로 자라나 대머리 적란운(CL3 참고)으로 바뀌거나, 기온역전 지점에서 수평으로 퍼져나가 짙은 적운 발생 층적운(CL4 참고) 층을 형성한다.

 

추석 연휴 때 급작스럽게 발생하여 많은 피해와 걱정을 주었던 수도권 물난리의 현황과 그와 관련된 구름에 대해서 자세하게 알아보았다. 이와 같이 우리의 일상생활에서 날씨와 기상이 주는 영향력은 매우 크다. 한권으로 읽는 구름책을 통해, 구름들과 그 의미에 대해서 자세히 알아보는 것은 어떨까? 많은 도움이 되리라 장담한다.



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written by Sophia

*참고자료: 한권으로 읽는 구름책

http://sisa-issue.inews24.com/php/news_view.php?g_serial=516531&g_menu=050230

http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2010/09/24/2010092400064.html

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서울, 추석, 적운, 수도권물난리

*여러 가지 광학현상과 효과*

구름을 알면 날씨가 보인다. 이 책을 읽고나면 시시때때로 하늘을 올려다보는 행복한 습관이 생길 것이다. 오늘은 대기에서 발생하는 여러 가지 광학현상과 그 효과를 살펴 볼 것이다. 무리, 코로나, 무지개, 번개 등 다양한 대기의 향연을 살펴보자.

 

[#1] 무리 Halo

무리는 권층운이나 권운 안에 존재하는 각기 다른 모양으로 각진 빙정이 유입된 빛을 반사하고 굴절시켜 태양이나 달 주변에 흐릿한 무지갯빛으로 나타나는 광학 현상이다. 무리는 대개 반지름이 22도 정도로, 코로나(132쪽 참고)보다 훨씬 크다. 환일 같은 다른 광학현상과 함께 나타나는 때가 많으며, 전선계가 발달하고 성장하기에 앞서 권층운이 퍼져나가는 것과 마찬가지로 날씨가 나빠질 것을 예고할 때가 많다. ‘달과 태양 주변에 무리가 나타나면 비가 올 거라는 뜻’이라는 속담도 있다. 무리는 또한 가로등 같은 다른 강력한 빛 주변이나, ‘다이아몬드 먼지’라고 알려진 지평선 높이에 위치한 초소형 빙정 더미 위에 생기기도 한다. 그러한 무리는 주로 추운 날씨에 나타난다.

 

[#2] 코로나 Corona

코로나는 엷은 하층운 혹은 중층운을 뚫고 보이는 태양이나 달 주변에 나타나는 하나 혹은 여러 개의 색깔 원을 가리킨다. 사진에서 볼 수 있듯이 코로나는 중심에 가까울수록 푸르스름하거나 희끄무레하고 바깥으로 갈수록 붉은 색을 띤 채 퍼져나간다. 보통 균일한 크기의 물방울 때문에 빛이 회절하여 생기는데 이 과정은 채운(다음쪽 참고)의 형성과도 매우 비슷하다. 회절이란 빛이 굴절하여 흩어지는 현상을 가리킨다. 가끔 비숍고리 효과라 불리는 코로나가 나타날 때가 있는데, 화산폭발 후 대기 중에 남아있는 먼지와 황산염 입자에 의해 발생하는 그 이름은 1883년 8월 크라카타우(Krakatau) 화산폭발 때 처음 이 현상을 관찰한 세레노 주교(Sereno Bishop)를 본떠 지은 것이다. 태양을 둘러싼 넓은 비숍고리 역시 안쪽 테두리는 희거나 푸른빛을 띠는 반면 바깥쪽은 붉은 색을 띠며 때로는 보라색까지도 보인다. 비숍고리 효과가 마지막으로 관찰된 것은 1991년에서 1992년 사이로, 1991년 필리핀의 피나투보(Pinatubo) 화산 폭발 이후에 일어났다.

 

[#3] 채운 Irisation

채운은 회절을 일으키는 균일한 크기의 물방울 때문에 빛이 물방울을 그대로 통과하지 않고 둥글게 구부러져 생긴다. 빛은 보통 엷은 권적운, 고적운, 층적운의 가장자리에서 재결합하여 야광 파스텔이나 초록 혹은 분홍색으로 뒤덮인 자개 빛을 띤 불규칙한 조각이 된다. 채운이라는 이름은 그리스 신화 속 무지개 여신인 아이리스에서 유래했다.

 

[#4] 무지개 Rainbow

무지개는 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라 등 일곱 빛깔 가시 스펙트럼으로 이루어진 줄무늬 호로, 태양빛을 분산시키는 물방울 때문에 생기는 광학현상이다. 물방울로 유입되면서 한 번 굴절된 백색을 띤 빛이 표면으로 반사되어 나오면서 한 번 더 굴절되어 생기는데, 물방울 표면이 구형이라 늘 40도에서 42도 각도로 퍼진다. 태양이 관찰자의 뒤에 있고 하늘에 떠 있는 물방울, 즉 내리는 비나 폭포의 물보라 혹은 정원의 스프링클러에서 나온 물방울이 바로 앞에 있을 때에만 볼 수 있는 무지개는 순전히 광학적 현상일 뿐 실재하는 것이 아니므로 태양을 등진 관찰자는 각자 하늘의 독특한 위치에 자리한 자신만의 무지개를 볼 수 있다. 가장 흔하게 볼 수 있는 무지개는 1차 무지개로 항상 반경 42도이며 가장 바깥쪽에 붉은 색이, 안쪽에 보라색이 자리하고 있다. 때때로 더 큰 반경 52도짜리 2차 무지개가 1차 무지개와 나란히 생기는데 2번 사진의 맨 위에 보이는 것과 같이 색이 뒤집어져 나타나 빨강이 가장 안쪽에 그리고 보라색이 바깥쪽에 위치한다. 과잉 무지개라고 알려져 있는 흐릿한 호가 가끔 1차 무지개 안쪽에 나타나기도 한다.

 

[#5] 번개 Lightning

적란운 먹구름의 활동으로 생성된 전기가 방출하여 눈에 보이는 현상인 번개는 구름 안에 들어 있는 양전하와 음전하 무리가 강력한 상승기류의 작용으로 분리될 때 생긴다. 양전하는 구름 위쪽으로, 음전하는 아래쪽으로 모여드는데, 이 두 전하 지역 사이의 잠재적인 차이가 버틸 수 없을 만큼 커지면, 전기 에너지가 방출되어 번개가 된다.구름 바닥에 있는 음전하가 땅 속에 있는 양전하를 유도하면 강력한 섬광이 두 지역 사이를 날아가 땅과 구름을 잇는 번개가 되어 바닥을 내려친다. 이를 가리켜 갈래 번개(forked lightning)라고 한다. 바닥에 내려치는 번개와 달리 한 구름 안에서 다른 전하가 흐르는 지역 사이를 날아가는 섬광을 판번개(in-cloud lightning)라고 하며, 한 가지 전하가 흐르는 구름에서 다른 구름으로 공기를 가로질러 날아가는 섬광은 구름 간 번개(cloud to cloud lightning)라고 일컫는다.

 

[#6] 오로라 Aurora

극지방 상공 100km~250km 사이의 하늘에서 넓은 지역에 퍼진 채 빛나거나 다채로운 색깔의 기다란 빛띠 형태를 하고 있는 오로라는 태양풍에서 나와 빠르게 움직이는 미립자가 지구의 상층 대기에 있는 대기가스와 충돌해 각기 다른 색을 내는 가스분자를 만들어내 나타나는 현상이다. 양 극지방 모두에서 볼 수 있으며 북극에서는 북극광으로, 남극에서는 남극광으로 불린다. 둘 다 로마 신화 속 새벽의 여신 오로라의 이름을 따 만들었다.

 

written by Sophia

한권으로 구름 알아보기:)

*참고자료: 한권으로 읽는 구름책

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무지개, 번개, 오로라, 코로나, 광학